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中继网络中Rateless速率自适应技术研究

作　者: 王绪运
导　师: 汪小燕; 董燕
学　校: 华中科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 速率自适应无速率码中继网络并行程序设计
分类号: TN92
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

在无线通信系统中，提高频谱利用率是十分重要的。而无线传输信道会经受衰落、干扰、噪声等时变因素的影响，所以如何使系统在时变的信道条件下尽量提高频谱利用率成为一个非常重要的研究领域。速率自适应技术就是一种使系统能够根据实时的信道条件调整信息传输速率，以提高频谱利用效率的技术。本文研究的即为中继网络环境下的速率自适应技术。本文首先研究了中继网络中的Rateless速率自适应技术，给出了Rateless速率自适应方案的实现细节，然后分别使用Raptor Codes和SRA实现了速率自适应方案，并分析了两种Rateless Codes在该方案中的应用特点。由于Rateless Codes的自适应特性，Rateless速率自适应技术可以将中继网络中的速率自适应问题分解成多个单跳传输的速率自适应问题，降低了系统分析设计的复杂度；Rateless速率自适应方案不需要反馈链路的支持，降低了系统的控制复杂度。本文使用并行程序设计平台——CUDA完成了两类Rateless速率自适应方案的仿真验证工作，并以Raptor Codes的编解码为例，详细介绍了CUDA并行程序设计的思想与方法。实验证明，与使用C编写的串行程序相比，使用CUDA设计的并行程序的运行速度提高了40~100倍。从仿真结果得出，Rateless速率自适应方案可以使信息传输适应多跳传输的信道条件。在低信噪比情形下，Raptor速率自适应方案可以实现更高的信息传输速率；而在高信噪比情形下，SRA速率自适应方案可以实现更高的信息传输速率。Raptor速率自适应方案中需要根据信道条件调整调制方式，而SRA速率自适应方案则不需要，具有更低的控制复杂度，且SRA速率自适应方案可以提供更高的吞吐量。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
1 绪论  8-13
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 速率自适应技术研究现状  9-10
  1.3 无线中继传输技术  10-11
  1.4 本文研究内容及结构安排  11-13
2 速率自适应技术方案研究  13-21
  2.1 自适应调制编码技术  13-14
  2.2 混合自动请求重传技术  14-15
  2.3 基于 Rateless Codes 的速率自适应技术  15-17
  2.4 中继网络中的速率自适应技术  17-20
  2.5 本章小结  20-21
3 中继系统 Rateless 速率自适应方案设计  21-34
  3.1 系统模型  21
  3.2 Rateless 速率自适应方案  21-25
  3.3 Raptor Codes 及其在速率自适应方案中的应用  25-31
  3.4 SRA 及其在速率自适应方案中的应用  31-33
  3.5 本章小结  33-34
4 CUDA 仿真设计  34-43
  4.1 CUDA 简介  34-35
  4.2 CUDA 并行编程思想及方法  35-36
  4.3 Raptor Codes 的 CUDA 实现  36-42
  4.4 本章小结  42-43
5 系统仿真及分析  43-55
  5.1 仿真方案设置  43
  5.2 仿真参数设置  43-44
  5.3 仿真结果及分析  44-54
  5.4 本章小结  54-55
6 总结与展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-62
附录1 攻读学位期间研究成果  62

中继网络中Rateless速率自适应技术研究

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